Воздушный душ представляет собой местный, направленный на человека поток воздуха. В зоне действия воздушного душа создаются условия, отличные от условий во всем объеме помещения. С помощью воздушного душа могут быть изменены следующие параметры воздуха в месте нахождения человека: подвижность, температура, влажность и концентрация той или иной вредности. Обычно зоной действия воздушного душа являются: фиксированные рабочие места, места наиболее длительного пребывания рабочих и места отдыха. На рис. 3.19 схематически изображен воздушный душ, используемый для создания необходимых условий на рабочем месте.

Наиболее часто воздушные души применяются в горячих цехах на рабочих местах, подверженных влиянию теплового излучения.

Рис. 3.18. Бортовой отсос: а - простой; б - опрокинутый; в - спередувкой

Рис. 3.19. Воздушный душ: а - вертикальный; б - наклонный; в - групповой

3,0 м/сек, температура может изменяться от 16 до 24 °С. Если воздушный душ используется для борьбы с пылью, скорость воздуха не должна быть выше 0,5-1,5 м/сек, чтобы не допускать поднятия пыли, осевшей на пол.

Большое влияние на эффективность работы воздушного душа оказывает конструкция воздуховыпускного патрубка (приточная насадка). Целесообразно иметь это устройство поворотным и при этом предусмотреть возможность изменять угол наклона оси потока введением поворотных лопаток. На рис. 3.20 изображены приточные насадки конструкции В. В. Батурина, выполненные с учетом этих двух требований.

Классификация систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Рис. 3.20. Приточные насадки конструкции В. В. Батурина: а - при верхнем подводе; б - при нижнем подводе воздуха

Для воздушного душа может использоваться наружный воздух или воздух, забираемый из помещения. Последний, как правило, проходит соответствующую обработку (чаще всего охлаждение). Наружный воздух также может быть обработан для придания ему необходимых параметров.

Душирующие установки могут быть стационарными или передвижными .

В передвижных установках используется воздух из помещения, обрабатываемый нередко с помощью распыливания воды в потоке выходящего воздуха.

Испаряющаяся адиабатно вода позволяет снижать температуру воздуха. На рис. 3.21 и 3.22 показаны во- довоздушные души этого типа конструкции Московского и Свердловского институтов охраны труда.

В воздушных завесах, так же как и в воздушных душах, используется основное свойство приточного факела - его относительная дальнобойность. Воздушные завесы устраиваются с целью предотвратить поступление воздуха через технологические проемы или ворота из одной части здания в другую или наружного воздуха в производственные помещения. На рис. 3.23 изображены схемы воздушных завес, предназначенные для предотвращения или резкого уменьшения проникания через ворота холодного наружного воздуха в цех. Воздух, подаваемый для завесы, может предварительно подогреваться, и тогда завесы называются воздушно-тепловыми.

Воздушные завесы, рассчитанные на предотвращение проникания холодного воздуха, следует предусматривать у ворот, которые открываются чаще пяти раз или не менее чем на 40 минут в смену, а также у технологических проемов отапливаемых зданий, расположенных в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования системы отопления - 15 °С и ниже , когда исключена возможность устройства шлюзов . Если снижение температуры воздуха в помещениях (по технологическим или санитарно - гигиеническим соображениям ) недопустимо , завесы могут быть запроектированы при любой продолжительности открывания и любой расчетной температуре наружного воздуха . При этом необходимо технико - экономическое обоснование данного решения .

Рис. 3.21. Водовоздушный душ типа МИОТ малой модели:

Рис. 3.22. Передвижной веерный агрегат СИОТ-3:

Рис . 3.23. Воздушные завесы : а - принцип действия ; б - различные способы подачи воздуха :

I - подача воздуха снизу ; II - боковая подача воздуха с одной стороны ; III - то же с двух сторон

1 - трубопровод для подачи воды

от водопровода; 2 - кожух; 3 - электродвигатель; 4 - осевой вентилятор; 5 - сливная труба; 6 - подставка 1 - осевой вентилятор; 2 - электродвигатель; 3 - форсунки; 4 - металлический обтекатель; 5 - подставка на колесах; 6 - трубопровод для подачи воды из водопровода

В случае кратковременного (до 10 минут) открытия ворот, как правило, допускается снижение температуры воздуха на рабочих местах, защищенных от обдувания воздухом, врывающимся через ворота, ширмами или перегородками. Степень снижения зависит от характера выполняемой работы: при легкой физической работе - до 14 °С, работе средней тяжести - до 12°, тяжелой работе - до 8°. Если постоянных рабочих мест в районе ворот нет, допускается снижение температуры в рабочей зоне этого района до +5°.

Очень близкими к воздушно-тепловым завесам по своему назначению являются так называемые воздушные буфера, создаваемые путем подачи теплого воздуха в тамбуры зданий общественного назначения (магазины, клубы, театры и т. д.).

В настоящее время необходимые условия воздушной среды на рабочем месте довольно часто создаются с помощью устройства специальных вентилируемых кабин. В таких кабинах поддерживаются условия, отличные от условий во всем объеме производственного помещения. Это достигается чаще всего подачей в кабины специальным образом приготовленного воздуха: в горячих цехах - охлажденного, в холодных, неотапливаемых помещениях - подогретого. Вентилируемые кабины могут быть отнесены к местным системам вентиляции. Естественно, что их применение возможно, когда рабочее место строго фиксировано, например у пульта управления. На рис. 3.24 изображена вентилируемая кабина для поста управления краном, разработанная Ленинградским институтом охраны труда.

Общеобменные системы вентиляции могут быть приточными и вытяжными (рис. 3.5, 3.6, 3.9). При использовании общеобменных систем ставится задача создать необходимые условия воздушной среды во всем объеме помещения или в объеме рабочей зоны. В отличие от местных систем, в данном случае все выделяющиеся в помещении вредности распространяются во всем объеме. Следовательно, основная задача, которая должна быть решена при проектировании рассматриваемых систем, заключается в том, чтобы содержание в воздухе помещения той или иной вредности не превосходило величины предельно допустимой концентрации, а значения метеорологических параметров отвечали соответствующим требованиям.

Нередко помещение оборудуется приточной и вытяжной общеобменными системами вентиляции (рис. 3.10).

Общеобменный метод создания заданных условий воздушной среды имеет широкое распространение и в сочетании с системами кондиционирования воздуха.

Рис. 3.24. Вентилируемая кабина

В настоящем курсе этому методу уделено весьма большое внимание, так как он является основным для объектов МО

Назначение воздушных душей. Воздушным душем называют поток воздуха, направленный на ограниченное рабочее место или непосредственно на рабочего. Особенно эффективно применение воздушных душей при тепловом облучении рабочего. В таких случаях воздушный душ устраивают на месте наиболее длительного пребывания человека, а если в работе предусмотрены кратковременные перерывы для отдыха, то и на месте отдыха. Обдувать воздухом следует верхние части туловища, как наиболее чувствительные к воздействию теплового облучения.

Скорость и температуру воздуха на рабочем месте при применении воздушных душей назначают в зависимости от интенсивности теплового облучения человека, длительности непрерывного пребывания его под облучением и температуры окружающего воздуха.

Воздушное душирование следует предусматривать на постоянных рабочих местах с интенсивностью облучения 350 Вт/м2 и более. При этом на человека можно направлять поток воздуха со скоростью о=0,5...3,5 м/с и температурой 18-24 °С в зависимости от периода1 года и интенсивности физической нагрузки.

Конструктивное выполнение воздушных душей. Воздух, выходящий из душирующего патрубка, должен омывать голову и туловище человека с равномерной скоростью и иметь одинаковую температуру.

Ось воздушного потока может быть направлена на грудь человека горизонтально или сверху под углом 45° при обеспечении на рабочем месте заданных температур и скоростей движения воздуха, а также в лицо (зону дыхания) горизонтально или сверху под углом 45° при обеспечении допустимых концентраций вредных выделений.

Расстояние от душирующего патрубка до рабочего места должно быть не менее 1 м при минимальном диаметре патрубка 0,3 м. Ширина рабочей площадки принимается равной 1 м.

По конструкции душирующие установки подразделяются на стационарные и передвижные.

Веерный агрегат типа ВА-1 . Агрегат состоит из чугунной станины, на которой смонтирован осевой вентилятор № 5 типа МЦ с электродвигателем, обечайки с коллектором и сеткой, конфузора с направляющими лопатками и обтекателем, пневматической форсунки типа ФП-1 или ФП-2 и трубопроводов с арматурой и гибкими шлангами для подвода воды и сжатого воздуха. Агрегат изготовляется с поворотом вентилятора вокруг оси станины до 60° и подъемом ствола по вертикали на 200-600 мм.

Кроме веерных агрегатов тйпа ВА применяется поворачивающийся агрегат ПАМ.-24 в виде осевого вентилятора диаметром 800 мм с электродвигателем на одном валу. Производительность агрегата 24 000 м3/ч при дальнобойности струи 20 м. Агрегат снабжен пневматической форсункой для распыления воды в потоке воздуха.

Стационарные душирующие установки подают к душирующим патрубкам как необработанный, так и обработанный (подогретый, охлажденный и увлажненный) наружный воздух. Передвижные установки подают на рабочее место воздух помещения. В подаваемом ими воздушном потоке может распыляться вода. В этом случае капельки воды, попадая на одежду и открытые части тела человека, испаряются и вызывают дополнительное охлаждение.

Душирование фиксированных рабочих мест может осуществляться душирующими патрубками различных типов. Патрубки имеют поджатое выходное сечение, шарнирное соединение для изменения направления потока воздуха в вертикальной плоскости и поворотное устройство для изменения направления потока в горизонтальной плоскости в пределах 360°. Регулирование направления воздушного потока в патрубках осуществляется в вертикальной плоскости поворотом направляющих лопаток, а в горизонтальной плоскости при помощи поворотного устройства. Патрубки ПД могут применяться как с форсунками для пневматического распыления воды, так и без них. Патрубки должны устанавливаться на высоте 1,8-1,9 м от пола (до нижней кромки).

Расчет воздушных душей. При борьбе с тепловым облучением для систем воздушного душирования, работающих на наружном воздухе, принимаются расчетные параметры наружного воздуха категории Б, а в остальных случаях - расчетные параметры наружного воздуха категории А для теплого периода года и категории Б для холодного периода года.

Расчет душирующей установки (по методу д-ра техн. наук П. В. Участкина) сводится к определению площади сечения душирую- щего патрубка Fo из условия обеспечения нормируемых параметров воздуха на рабочем месте. Расчет проводится в следующем порядке.

Местная механическая приточная вентиляция.

Воздушные души их назначение и области применения

Воздушным душем называют местный направленный на человека поток воздуха. С помощью такого потока, т.е. струи воздуха, можно создавать местные наиболее благоприятные для работы человека условия воздушной среды на ограниченном участке или участках производства. Такими участками, где необходимо устройство воздушных душей является в первую очередь:

1. фиксированные рабочие места
2. места длительного пребывания в помещение работающих
3. места отдыха работающих

на рис. 1 в качестве примера показана принципиальная схема устройства воздушного душа у нагревательной печи, когда для воздушного душирования подается наружный воздух.

1 – нагревательная печь с открытым или открывающимся проемом 2

3 – фиксированное рабочее место у проема 2

4 – душирующий воздухораспределитель для подачи на рабочее место струи воздуха 6

5 – подпольный канал для подачи приточного наружного воздуха на воздухораспределитель.

Условие воздушной струи 6 на фиксированном рабочем месте 3, которое создает воздушный душ должны соответствовать определенным гигиеническим и физиологическим требованиям. Воздушные души должны выполняться в следующих случаях:

1. в тех случая, когда средствами общей обменной вентиляции невозможно получить нормируемых параметров воздуха в помещении.
2. когда достижение определенных параметров внутреннего воздуха в помещении за счет обще обменной вентиляции является хотя и возможным, но требует при этом огромных объемов воздуха.

Во многих случаях, когда работа производится в обстановке ощутимого теплового излучения, а средства общеобменной вентиляции окажутся недостаточными, для того, чтобы поддерживать требуемую температуру и относительную влажность на рабочих местах и устранить нарушение терморегуляции между телом человека и окружающей средой воздушные души должны корректировать условия воздушной сред. К производственным помещениям, в которых в первую очередь необходимо устройство воздушного душирования можно отнести:

– металлургические и машиностроительные заводы, где воздушные души необходимы у промышленных печей, прокатных станов, прессов и молотов и других технологических агрегатов.

– стекольные

– хлебозаводы и другие предприятия.

С помощью воздушного душирования можно корректировать следующие параметры воздушной среды на фиксированных рабочих местах помещениях:

1. температуру воздуха,

2. скорость движения воздуха,

3. влажность,

4. концентрацию вредностей на рабочем месте.

За счет движения воздуха выходящего из душируюшего воздухораспределителя увеличивается теплоотдача от тела человека и это обстоятельство является очень важным особенно в случаях когда работа человека происходит в обстановке ощутимого теплового излучения.

Струю приточного воздуха из душирующего воздухораспределителя необходимо отправлять на встречу работающим и обдувать при этом в первую очередь открытые части тела подверженные облучению. В случае если необходимо увеличить теплоотдачу от тела человека в воздушных душах применяется воздух с более низкой температурой по сравнению с температурой воздуха в помещении. Кроме того, иногда для увеличения теплоотдачи от тела человека струю выдаваемого воздуха распыляют в лаву.

В этом случае капельки воды попадают на открытые части тела человека, на его одежду, испаряются и вызывают при этом дополнительное охлаждение человека.

В случае если воздушный душ используется в помещении для локализации выделяющейся пыли или для борьбы с повышенной загазованностью то скорость выхода воздуха из душирующеного воздухораспределителя не должна быть значительной для того чтобы пыль, лежащаяся на поверхности строительной конструкции, не взмучивалась.

Практически эта скорость должна составлять 1-1,5 м/с. Ширина душирующей струи S должна быть примерно 1,2-1,5 м. За исключением случая, когда воздушные души обслуживают большие по площади площадки. Согласно СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование, воздушное душирование постоянных рабочих мест наружным воздухом необходимо предусматривать в следующих случаях:

1. при облучении человека на фиксированном рабочем месте лучистым тепловым потоком с поверхностной плотностью ≥140 Вт/м 2 и более.

2. при открытых технологических процессах сопровождающихся выделением вредных веществ и невозможностью устройства укрытий или местной вытяжной вентиляции, предусматривая при этом меры предотвращающие распространение вредных выделений на постоянные рабочие места.

При душирование наружным воздухом производственных помещениях расчетные температуры и скорости движения воздуха должны предусматриваться:

1. при облучении работающего лучистым тепловым потоком с поверхностной плотностью 140 Вт/м 2 и более по приложению Е СНиП 41-01-2003, в зависимости от категории выполняемых работ и поверхностной плотности теплового потока.

2. При открытых технологических процессов связанных с выделением вредных веществ по приложению В СНиП 41-01-2003.

В таблице 6. 2 справочника проектировщика под редакцией Павлова и Шиллера приведены данные института ЛИОТ по численным значениям интенсивности теплового облучения работающих на рабочих местах отдельных видов производств, для цехов машиностроительных заводов (кузнечных, литейных, термических и других) при проектирование и расчете воздушного душирования интенсивность облучения работающих может приниматься по указаниям на проектирование отопления и вентиляции соответствующих перечисленных цехов. Разработанных институтом «СантехНИИПроект».

Подробные данные по интенсивности облучения работающих цехах машиностроительных заводов приведены в справочнике Торговников Б.М. «Проектирование промышленной вентиляции».

Согласно СНиП 41.01-2003 при душирование рабочих мест наружным воздухом расчетные параметры наружного воздуха должны приниматься следующими по СНиП 23.01-99*.

1. параметры А для теплого периода года,

2.параметры Б для холодного периода года.

Подачу воздуха системами воздушного душирования рабочих мест следует предусматривать через поворотные горизонтальные плоскости воздухораспределителей обеспечивающих минимальную турбулентность выходящей струи и возможность изменения и направления струи вертикальной плоскости на угол не менее 30 0 .

Установки воздушного душирования рабочих мест могут быть:

1. стационарными см. рис.1

2. передвижными или переносными.

Душирущие установки подающие наружный воздух выполняют стационарными и по типу относят к приточным установкам от которых они отлучаются только устройствами для подачи приточного воздуха.

Душирующий воздух в стационарных установках подается на определенные рабочие места с помощью воздухораспределителей, которые дают при выходе сосредоточенную струю выходящую с заданной сравнительно большой скоростью (до 3,5 м/с).

В настоящее время к предпочтительному применению в стационарных установках воздушного душирования рекомендуются унифицированные душирующие воздухораспределители (УДВ). Они разработаны и могут применяться в следующих исполнениях:

1. с нижним подводом воздуха и без увлажнения, и с увлажнением.

2. с верхним подводом воздуха без увлажнения и с увлажнением

На рисунке 2 показана конструктивное выполнение унифицированного душирующего воздухораспределителя с верхним подводом воздуха и увлажнением УДВ УВ.

1- корпус воздухораспределителя

4- шарнирное соединение

5- пневматическая форсунка

Воздухораспределитель состоит из корпуса 1 в котором расположены направляющие лопатки 2 и устройства 6 обеспечивающие кинематическую связь блока направляющих лопаток 2 с направляющей решеткой 3.

Изменение направления душирующей струи в горизонтальной плоскости осуществляется путем поворота душирущего воздухораспределителя вокруг оси для чего он имеет шарнир 4. В вертикальной плоскости направление струи за счет поворота направляющей решетки 3 может изменяться от горизонтального положения на угол до 45 0 . Для увлажнения воздуха на направляющей решетке устанавливают форсунки 5 с пневматическим распылением воды. Форсунки могут перемещаться и по горизонтали и по вертикали направляющей решетки и тем самым могут создаваться оптимальные условия для увлажнения.

В качестве воздухораспределителя в установках воздушного душирования может выполняться поворотный душирующий воздухораспределитель (ППД – патрубок поворотный душирующий) см. рис. 3.

Воздухораспределитель ППД состоит из 3 х звеньев:

– верхнего звена

–среднего звена

–нижнего звена

2- опорные ролики

4 – шарнир

Нижнее звено 5 имеет поджатое прямоугольное выходное сечение и соединяется со средним звеном осью 4, вокруг которой оно может быть повернуто вниз на угол до 25 0 .

В заданном положение нижнее звено 5 фиксируется двумя зажимами находящихся на боковых поверхностях среднего звена, вокруг вертикальной оси среднее звено поворачивается на трех роликах 2, которые опираются на неподвижный фланец верхнего звена.

К воздуховоду душирующий воздухораспределитель крепится на фланцевом соединение и с этой целью воздуховод должен надежно крепиться к наружным конструкциям.

Воздухораспределители ПД (патрубок душирующий) были разработаны профессором В. В. Батулиным с верхним подводом воздуха и с нижним подводом воздуха. Соответственно рисунки 4 а и 4 б.

1 – воздуховод от системы вентиляции

4- поворотный шарнир

5- ручка для изменения положений направляющей решетки

Вокруг вертикальной оси воздухораспределитель поворачивается с помощью шарнира 4. Для охлаждения и увлажнения подаваемого приточного воздуха могут применяться форсунки ФП-1 и ФП-2 с пневматическим распылением воды см. рис.2. НПО (научно производственное подразделение) «Проектпромвентиляция» разработала поворотный регулируемы воздухораспределитель ВП с присоединительным патрубком круглого или прямоугольного сечения конструкция которого показана на рисунке 5.

1 – неподвижная часть вентилятора

2 – поворотная часть вентилятора

3 – металлический гибкий лист

4 – рассекатели

5 – веерная решетка РВ, устанавливаемая в выходном сечении вентилятора

6 – шарнир.

Вентиляторы ВП могут устанавливаться вертикально при верхнем подводе воздуха, или горизонтально при боковом подводе.

Второй тип душирующих установок – это передвижные (переносные) установки. Обработка воздуха в них заключается обычно в подмешивании к потоку воздуха, выходящего из имеющегося в конструкции осевого вентилятора распыленной воды.

На рис.6 показана принципиальная схема передвижной душирующей установки.

1 – осевой вентилятор (обычно серии МЦ) с электродвигателем 2;

3 – опорная конструкция:

4 – пневматическая форсунка.

Из веерных душирующих агрегатов, называемых водовоздушными душами, в наибольшей степени распространены агрегаты конструкции ВА, ПАМ, разработанные соответственно Свердловским (СНОТ) и Московским (МИОТ) институтом охраны труда.

Работая на рециркулируемом воздухе помещения эти агрегаты характеризуются простой конструкцией, дают значительное охлаждение подаваемого душирующего воздуха, и кроме того обеспечивают его частичную промывку от пыли.

Расчет ВД основан на закономерностях движения свободной струи приточного воздуха и завл-ся в определении следующих параметров:

1. расхода подаваемого приточного воздуха;

2. скорость выхода воздуха из душирующего воздухораспределителя

3. конструктивных размеров и типоразмера, принятого к установке воздухораспределителя.

1700 Вт/м2. Температура воздуха в рабочей зоне =25 0С. Согласно табл. 4.23 средняя температура =19 0С, подвижность воздуха на рабочем месте

2,3 м/с. Расстояние от душирующего патрубка до рабочего Х=1,8 м.

При адиабатическом процессе охлаждения на выходе из форсуночной камеры температура воздуха 18,5 0С.

Принимаем душирующий патрубок ПДН-4

Размеры 630 мм h1=1540 мм l1=1260 мм

Расчётная площадь 0,23 м2

Коэффициент m=4,5 n=3,1 =3,2 =00-200

Определяем площадь теплового сечения патрубка:

Табличное значение =0,23 м2

Находим скорость воздуха на выходе из патрубка:

Устанавливаем расход воздуха подаваемого душирующим патрубком:

В холодный период года и в переходных условиях температура и скорость движения воздуха на рабочем месте должны быть в таких пределах:

18...19 0С =2,0...2,5 м/с =16 0С

Оставляем неизменными принятые для тёплого периода, определяем температуру воздуха на выходе из душирующего патрубка при =16 0С и =19 0С используя формулу:

Вентиляция кабин крановщиков

Система вентиляции кабин крановщиков с подачей наружного воздуха. Вентиляция должна обеспечивать подпор в наличии 10-15 Па.

Система вентиляции кабины с подачей наружного воздуха осуществляется по схеме, приведённой на рис. 1. Конструкция содержит коллектор, расположенный вдоль пути движения крана, заборное устройство, движущееся в щели коллектора и жёстко соединённое с кабиной крановщика. В качестве уплотняющего устройства щели коллектора применяют резиновую ленту или гидравлический затвор.

Рис. 1 - Вентиляция крановой кабины с подачей воздуха через коллектор: 1 - коллектор, 2 - вентилятор, 3 - крановая кабина, 4 - глушитель, 5 - уплотнительная резиновая трубка

Местная вытяжная вентиляция

Местные отсосы от оборудования выделяющего пары, газы, дурные запахи

Расчёт зонта - козырька над загрузочным отверстием нагревательной печи

Зонт - козырёк над загрузочным отверстием печи предназначен для улавливания потока газов, выходящих из отверстия под влиянием избыточного давления в печи. Размеры всасывающего отверстия зонта должны соответствовать размерам всасывающейся струи с учётом её искривления под действием гравитационных сил (рис. 2.)

Рис. 2

Определим объём удаляемого воздуха и размеры зонта - козырька у термической печи, имеющей загрузочное отверстие размером h?b=0,5?0,5 м. В печи поддерживается температура газов tг=1150 0С, температура воздуха в рабочей зоне =25 0С

1. Определим среднюю скорость, с которой газы выбиваются из отверстия печи, предварительно вычислив:

где - коэффициент расхода 0,65

Избыточное давление в печи, Па

h0 - половина высоты загрузочного отверстия, м

и - плотность соответственно воздуха рабочей зоны и газов выходящих из печи, кг/м3

2. Объём газов, выходящих из рабочего проёма печи, м3/с

где - площадь рабочего проёма печи, м2

2,78(0,5?0,5)=0,69 м3/с

0,690,25=0,17 кг/с

3. Вычисляем критерий Архимеда

где - эквивалентный по площади диаметр рабочего проёма, м

и - температура соответственно газов в печи и воздуха в рабочей зоне, К

Критерий Архимеда при м

4. Расстояние, на котором ось потока газов искривлённого под давлением гравитационных сил, достигает плоскости всасывающего отверстия зоны, м

где m, n - коэффициенты изменения скорости и температуры при отношениях высоты загрузочного отверстия h к его ширине и в пределах 0,5...1 применяются равными соответственно 5 и 4,2. Определим расстояние x при h0=0,25 m=5 n=4,2

5. Диаметр потока газов на расстоянии x при

0,565+0,440,653=0,852 м

6. Находим вылет и ширину зонта

Б=b+(150...200)=b+0,2=0,5+0,2=0,7 м

7. Определяем расход отсасываемой смеси газов и воздуха:

8. Расход воздуха подсасываемого из помещения:

0,727-0,69=0,037 м3/с

0,0371,18=0,044 кг/с

9. Температура смеси газов и смеси, 0С

Которая недопустимо высока и для естественной (< 300 0С) и для механической (< 80 0С). Принимаем =300 0C, когда расход подсасываемого воздуха м/с, увеличивается до значения:

Суммарный объём:

Определим высоту дымовой трубы для удаления найденной массы воздуха. Примем диаметр трубы dТР=500 мм

площадь поперечного сечения трубы:

0,7850,52=0,196 м2

Скорость воздуха в трубе м/с

Предварительно задаёмся высотой трубы hтр=6 м. На головке трубы устанавливаем дефлектор диаметром dдеф=500 мм, высота дефлектора hдеф=1,7dдеф=1,70,5=0,85 м

Коэффициент местного сопротивления дефлектора

Коэффициент местного сопротивления зонта

Потери давления в вытяжной трубе вместе с дефлектором с учётом загрязнения стенок определяем по формуле:

Уточним примерную высоту вытяжной трубы из равенства:

Температура наружного воздуха tн=21,2 0С, тогда:

Высота зонта:

Подставим наёденные значения в формулу:

5,73 м близко к предварительно применимому

Тема 2 Проектирование воздушного душирования рабочих мест для оздоровления параметров микроклимата и состава воздушной среды

При воздействии на работающего теплового облучения интенсивностью 0,14 кВт/м 2 и более (согласно ГОСТ 12.1.005-88) применяют воздушное душирование (подача приточного воздуха в виде воздушной струи, направленной на рабочее место). При интенсивности облучения выше 2,1 кВт/м 2 воздушный душ не может обеспечить необходимого охлаждения. В этом случае следует уменьшить облучение, предусматривая теплоизоляцию, экранирование и другие мероприятия. Или проектировать устройства для периодического охлаждения рабочих (кабины, комнаты отдыха, посты управления).

Охлаждающий эффект воздушного душирования зависит от разности температур тела работающего и потока воздуха, а также от скорости обтекания воздухом охлаждаемого тела. Для обеспечения на рабочем месте заданных температур и скоростей воздуха ось воздушного потока направляют на грудь человека горизонтально или под углом 45. Расстояние от кромки душирующего патрубка до рабочего места должно быть не менее 1 м. Минимальный диаметр патрубка принимается равным 0,3 м. При фиксированных рабочих местах расчетную ширину рабочей площадки принимают равной 1 м.

При душировании фиксированных рабочих мест обработанным или необработанным воздухом следует применять цилиндрические насадки или поворотные душирующие патрубки типа ППД (серия 4.904-22).

При душировании площадок, в пределах которых постоянно находятся рабочие, обработанным или необработанным воздухом следует применять патрубки с верхним подводом воздуха типа ПД В (серия 4.904-36) или патрубки с нижним подводом воздуха типа ПД н (серия 4.904-36).

При душировании площадок необработанным воздухом следует применять поворотные аэраторы ПАМ-24 и ВА (серия ОВ-02-134). Аэратор ПАМ-24 состоит из осевого вентилятора диметром 800 мм с электродвигателем на одном валу. Вентилятор поворачивается на угол до 60 одиннадцать раз в минуту. Дальнобойность струи 20 м.

При душировании группы постоянных рабочих мест рекомендуется применять воздухораспределительные устройства типа ВГК (серия 4.904-68). Воздушное душирование устраивают также при производственных процессах с выделением вредных газов или паров, если невозможно применение местных укрытий и отсосов. При этом для обеспечения допустимых концентраций вредных веществ воздушную струю направляют в зону дыхания горизонтально или сверху под углом 45.

Технические данные душирующих патрубков и распределительных устройств приведены в .

Таким образом, воздушное душирование применяют в следующих случаях:

1) При повышенной интенсивности тепловых излучений и особенно в тех случаях, когда нет возможности применить другие способы защиты (например, теплозащитные экраны).

2) При повышенной температуре воздуха в рабочей зоне.

3) При повышенной концентрации вредных веществ в рабочей зоне.

Порядок проектирования воздушного душирования при тепловых избытках в производственных помещениях.

1. Определяем нормативные значения температуры воздуха t норм и скорости воздушного потока v норм при воздушном душировании по и по в зависимости от следующих факторов:

– интенсивности тепловых излучений на рабочих местах.

2. Задаемся температурой воздуха на выходе из охлаждающего устройства t охл и нагревом воздуха в воздуховодах  t при движении воздуха от охлаждающего устройства к душирующему патрубку.

3. Определяем температуру воздуха t о на выходе из душирующего патрубка

t о = t охл +  t , С (2.1)

4. Определяем отношение разностей температур

где t о – температура воздуха на выходе из душирующего патрубка, ˚С;

t р.з. – температура воздуха в рабочей зоне вне воздушного потока, ˚С;

t норм. – нормативная температура воздуха на рабочем месте, ˚С;

5. Выбираем к установке душирующий патрубок по и и определяем его характеристики:

– тип патрубка;

– угол наклона направляющих лопаток патрубка к горизонту  , ˚;

– коэффициент температуры n ;

– коэффициент затухания скорости воздушного потока m ;

– коэффициент местного сопротивления душирующего патрубка K м.с.

6. По условиям цеха (помещения) принимаем высоту установки душирующего патрубка над уровнем рабочей площадки h .

Схема установки душирующего патрубка над рабочей площадкой приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Схема установки душирующего патрубка над рабочей поверхностью

Условные обозначения на рисунке:

h – высота установки патрубка над рабочей площадкой, м;

h ч – высота человека от пола до его груди, м;

 – угол наклона направляющих лопаток патрубка к горизонту;

x – расстояние от душирующего патрубка до рабочего места, м;

7. Определяем расстояние от душирующего патрубка до рабочего места

, (2.3)

Определяем расчетную площадь выходного сечения душирующего патрубка.

При P т < 0,6

(2.4)

9. Выбираем ближайший стандартный патрубок по или и определяем площадь его сечения F y из условия

F y  F о.

10. Проверяем длину начального участка струи по скорости движения воздуха

(2.5)

Длина начального участка струи
показывает, что в пределах данного участка скорость движения воздуха постоянная и равна скорости потока на выходе из душирующего патрубка.

11. Определяем скорость движения воздуха из душирующего патрубка:

(2.6)

12. Вычисляем расчетное количество воздуха на один душирующий патрубок

(2.7)

13. Проверяем длину начального участка струи
по температуре

(2.8)

14. Определяем температуру воздуха на выходе из душирующего патрубка

(2.9)

При  считаем, что выбранный патрубок и режим работы кондиционера обеспечить необходимые параметры воздушного потока.

При < необходимо изменить принятые конструктивные решения и повторить расчет площади патрубка.

15. Определяем количество воздуха на один душирующий патрубок с учетом коэффициента запаса расхода воздуха K з.

, м 3 /с (2.10)

16. Определяем площадь сечения подводящих воздуховодов к душирующему патрубку.

Принимаем диаметр подводящих воздуховодов равным входному диаметру душирующего патрубка по или .

17. Принимаем по условиям цеха схему подвода воздуха к душирующему патрубку (см. предыдущую тему практических занятий).

18. Определяем потери напора в воздуховодах.

19. Выбираем вентилятор или кондиционер для обеспечения требуемых параметров воздушного потока.

При P т = 0,6-1,0 расчет ведут по формулам:

(2.11)

(2.12)

При P т > 1,0 расчет ведут по формулам

(2.13)

(2.14)

Следует учитывать, что при P т < 1,0 применяют адиабатичесое охлаждение воздуха. При P т  1,0 требуется искусственное охлаждение воздуха.

Порядок проектирования воздушного душирования при выделении вредных веществ в производственном помещении. Расчет ведут по формулам

где С р.з. и С о – концентрация вредных паров газов и пыли в воздухе рабочей зоны и воздухе, подаваемом из душирующего патрубка, мг/м 3 ;

ПДК – предельно-допустимая концентрация вредных веществ в воздухе на рабочем месте, мг/м 3 (по ГОСТ 12.1.005-88).

При P к < 0,4 расчет ведут по формулам

При P к = 0,4-1,0 расчет ведут по формулам

;

;

.

При одновременном поступлении в помещения лучистой теплоты, выделений пыли и газов расчет производят для каждой вредности в отдельности. Дальнейший расчет производят по патрубку большого размера из рассчитанных для каждого вида вредных веществ.

Список литературы

1. Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование: Справочник/ С.В.Белов и др.– М.: Машиностроение, 1989.– 368 с.

2. Внутренние санитарно-технические устройства. В 2-х частях/ Под ред. И.Г. Староверова// Часть 2. Вентиляция и кондиционирование воздуха: Справочник проектировщика.– М.: Стройиздат, 1978.– 509 с.

3. СНиП 2.04.05-86. Отопление, вентиляция и кондиционирование/ Госстрой СССР.– М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987.– 64 с.

4. Справочник по охране труда на промышленном предприятии/ К.Н.Ткачук и др.– К.: Техніка, 1991.– 286 с.

Задание № 1 к практическому занятию "Проектирование воздушного душирования"

В производственном помещении организовано воздушное душирование. Необходимо определить требуемый воздухообмен для одного душирующего патрубка (м 3 /ч). Исходные данные приведены в таблице 2.1.

Задание № 2 к практическому занятию "Проектирование воздушного душирования"

В производственном помещении организовано воздушное душирование рабочих мест. Определить давление, которое должен развить вентилятор, для обеспечения требуемых параметров воздушного потока. Исходные данные приведен в таблице 2.2.

Таблица 2.1 – Исходные данные к заданию № 1 (t р.з. =32˚C)

Параметры

Тип патрубка

Угол наклона, α

Коэффициент, n н

Коэффициент, m н

Коэф. потерь К П м.с.

Площадь сечения патрубка, м 2

Допустимая скорость воздуха на рабочем месте, м/с

Допустимая температура воздуха, ˚С

Расстояние от патрубка до рабочего места, м

Высота установки патрубка над рабочей поверхностью, м

Таблица 2.2 – Исходные данные к заданию № 2

Параметры

Тип патрубка

ПД в -3

ПД в -5

ПД н -4

ПД н -3

ПД в -4

ППД-5

ПД в -3

ПД в -5

ПД н -5

ППД-8

ППД-6

ППД-10

ППД-8

ПД в -4

Коэф. потерь К П м.с.

l 1 , м

l 2 , м

l 3 , м

l 4 , м

l 5 , м

l 6 , м

Уд. потери на трение, Па/м

Плотность воздуха, кг/м 3

Расклад на один патрубок, м 3 /с

Потери на фильтре, Па

Д под , м